碳量子点复合材料的制备及其光学应用研究

发布时间：2020-05-11 07:51

【摘要】：本论文围绕碳量子点的制备、性质及其应用等几个方面展开研究,论文的主要工作和结果如下:1、以爬山虎、冬青卫矛树叶和柠檬酸为碳源,采用一步水热法制备了氮掺杂碳量子点(NCDs)。通过XRD,TEM,XPS,FTIR,UV-Vis等方法分析了 NCDs的结构特性和光学性能。结果表明:NCDs表面N-H、C=O、C=C、C-N和O-H官能团的修饰,以及存在的表面缺陷使其具有很好的上转化荧光性能和水溶性,这是由于NCDs表面形成的N-H键可以与含氧基团连接导致的。根据分析结果,对NCDs的形成机理也进行了探讨。2、室温下通过超声辅助合成法制备了空心微球结构NCDs/BiOI复合材料,并对材料的结构、组成、形貌和光电化学性质进行了分析和表征。以罗丹明B(RhB)为降解目标物,对材料的光催化性能和影响因素进行了分析。结果表明:NCDs/BiOI复合材料比纯BiOI表现出更好的降解性能;NCDs对材料的光催化活性影响比较大。光催化性能提高的原因可以归纳为:NCDs的引入可以诱导形成具有组装空心微球结构的BiOI纳米片,增强吸收光谱,增大比表面积,提高光生电子对的分离效率。3、通过化学沉淀法和超声辅助法制备了新型NCDs/Bi_(24)O_(31)Br_(10)超薄纳米片复合光催化剂。SEM结果显示Bi_(24)O_(31)Br_(10)纳米片与NCDs紧密地复合在一起,通过控制NCDs的量可以调节复合材料的组成结构。在可见光照射下,材料对RhB的降解结果表明:所有NCDs/Bi_(24)O_(31)Br_(10)复合材料的光催化活性均显着提高,2.0%NCDs/Bi_(24)O_(31)Br_(10)样品表现出最好的降解性能,降解效率达到75%。复合材料优异的光催化性能归因于:NCDs的引入致使催化剂的光吸收能力增强,光生电子-空穴对的分离率和转移速度得到提高;参与降解实验的主要活性物质被推断为·O~(2-)。4、以荷叶灰为原料,通过水热法制备氮、硫共掺杂碳量子点(N,S-CQDs),建立了一种以N,S-CQDs为荧光探针检测司帕沙星、吗啉胍和链霉素的方法。在pH=7.00的缓冲溶液中,司帕沙星的物质的量浓度在0.05～0.3 μmol/L和2～10μmol/L范围内与N,S-CQDs荧光增强强度存在良好的线性关系,检出限为0.026 μmol/L。在pH=5.50的缓冲溶液中,吗啉胍的物质的量浓度在0.01～1 nmol/L范围内与N,S-CQDs荧光增强强度存在良好的线性关系,其检出限为0.004 nmol/L。在pH=5.80的缓冲溶液中,硫酸链霉素的物质的量浓度在0.1～10μmol/L范围内与N,S-CQDs荧光增强强度存在良好的线性关系,检出限为0.0193 μmol/L。
【图文】：

示意图,电弧放电,单壁碳纳米管,激光照射

—邋Ｒｂ，ｒ逡逑图１－３激光照射方法制备ＣＱＤｓ的实验装置的示意图逡逑Ｆｉｇ．邋１－３邋Ｔｈｅ邋ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ邋ｓｅｔｕｐ邋ｆｏｒ邋ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ邋ｏｆ逡逑ＣＱＤｓ邋ｕｓｉｎｇ邋ｔｈｅ邋ｌａｓｅｒ邋ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ邋ｍｅｔｈｏｄｓ．逡逑－２－逡逑

电化学合成,氧化糖,化学氧化法,浓硫酸

逡逑１．３．４化学氧化法逡逑图１＿５浓硫酸氧化糖类制备ＣＱＤｓ逡逑Ｆｉｇ．邋１－５邋Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ＣＱＤｓ邋ｆｒｏｍ邋ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄ邋ｓｕｌｐｈｕｒｉｃ邋ａｃｉｄ邋ｏｘｉｄｉｚｅｄ邋ｓｕｇａｒｓ逡逑－３－逡逑
【学位授予单位】：宁夏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TB33;O657.3

【参考文献】